Lako je biti optimista u pogledu vodonika kao idealnog goriva. Mnogo je teže naći rešenje za apsolutno fundamentalni problem: Kako efikasno skladištiti ovo gorivo? Švajcarsko-poljski tim eksperimentalnih i teorijskih fizičara pronašao je odgovor na pitanje zašto su se prethodni pokušaji da se obećavajući magnezijum hidrid upotrebi u ove svrhe pokazali nezadovoljavajućim i zašto bi mogli uspeti u budućnosti.
Na vodonik se dugo gledalo kao na nosilac energije budućnosti. Međutim, pre nego što to postane realnost u energetskom sektoru, moraju se razviti efikasne metode skladištenja. Materijali – odabrani na takav način da uz niske troškove energije, vodonik se prvo može ubrizgati u njih, a zatim povratiti na zahtev, poželjno u uslovima sličnim onima koji su tipični za naše svakodnevno okruženje – izgledaju kao optimalno rešenje.
Čini se da je magnezijum koji obećava kandidat za skladištenje vodonika. Pretvaranje u magnezijum hidrid, međutim, zahteva odgovarajući efikasan katalizator, koji još uvek nije pronađen.
Rad tima naučnika iz Empe—švajcarske savezne laboratorije za nauku o materijalima i tehnologiju u Dibendorfu i Departmana za hemiju Univerziteta u Cirihu, kao i Instituta za nuklearnu fiziku Poljske akademije nauka (IFJ PAN) u Krakovu, pokazao je da razlog višegodišnjeg neuspeha do ove tačke leži u nepotpunom razumevanju fenomena koji se dešavaju u magnezijumu tokom ubrizgavanja vodonika.
Glavna prepreka za usvajanje vodonika kao izvora energije je teškoća njegovog skladištenja. U još uvek retkim automobilima na vodonik, on se skladišti komprimovan pod pritiskom od oko 700 atmosfera. Ovo nije ni najjeftiniji ni najsigurniji metod, i nema mnogo veze sa efikasnošću: u jednom kubnom metru ima samo 45 kg vodonika. U istu zapreminu može da stane 70 kg vodonika, ako se prethodno kondenzuje.
Nažalost, proces ukapljivanja zahteva velike količine energije, a ekstremno niska temperatura, na oko 20 Kelvina, mora da se održava tokom skladištenja. Alternativa bi mogli biti odgovarajući materijali; na primer, magnezijum hidrid, koji može da zadrži do 106 kg vodonika u kubnom metru.
Magnezijum hidrid je jedan od najjednostavnijih materijala testiranih na kapacitet skladištenja vodonika. Njegov sadržaj može dostići 7,6% (po težini). Uređaji sa magnezijum hidridom su stoga prilično teški i tako uglavnom pogodni za stacionarne primene. Međutim, važno je napomenuti da je magnezijum hidrid veoma bezbedna supstanca i da se može skladištiti bez rizika; na primer, u podrumu, a sam magnezijum je lako dostupan i jeftin metal.
„Istraživanja o ugrađivanju vodonika u magnezijum traju decenijama, ali nisu dovela do rešenja koja mogu da računaju na širu upotrebu“, kaže prof. Zbignjev Lodziana (IFJ PAN), teorijski fizičar koji je koautor članaka objavljenog u časopisu Napredna nauka, gde je predstavljeno najnovije otkriće.
„Jedan od izvora problema je sam vodonik. Ovaj element može efikasno da prodre u kristalnu strukturu magnezijuma, ali samo kada je prisutan u obliku pojedinačnih atoma. Da bi se dobio iz tipičnog molekularnog vodonika, dovoljno efikasan katalizator da se proces Potrebna je brza i energetski održiva migracija vodonika u materijalu. Dakle, svi su tražili katalizator koji ispunjava gore navedene uslove, nažalost bez mnogo uspeha. Danas konačno znamo zašto su ovi pokušaji bili osuđeni na neuspeh.“
